高中物理 1.7《静电现象的应用》课件(新人教版 选修3-1)
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【金版教程】2014年高中物理 第一章《第7节 静电现象的应用》课件 新人教版选修3-1
如果事先用金属网罩把验电器罩住，如图 (b)所示，验电器 的箔片就不张开，即使把验电器和金属网罩连接起来，箔片也不 张开．这表明金属网罩能把外电场挡住，使罩内不受外电场的影 响．
(2)接地的封闭导体壳，内部电场对外部没影响 如一封闭的导体壳内部空间某点有一点电荷＋ q.由于静电 感应， 导体壳内外表面感应出等量的种电荷． 其电场线如图(a) 所示，当把导体壳接地后，＋q 在壳内的电场对壳外空间就没有 影响了，如图(b)所示．
A．A 端接一下地，导体将带正电荷 B. A 端接一下地，导体将带负电荷 C．枕形导体的 A 端电势低，B 端电势高 D．导体上的感应电荷在导体内部产生的场强为零
答案：B
解析：将枕形导体接地，则枕形导体带负电，故 A 项错，B 项对．枕形导体处在静电平衡状态，是一个等势体，A 端与 B 端 的电势相等，故 C 项错；小球 Q 和枕形导体的感应电荷在枕形 导体内部的合场强为零，故 D 项错．
2. 对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平 衡时，自由电荷不再发生定向移动． (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的． (3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零，是指外电场与 导体两端的感应电荷产生的电场的合场强为零．
3. 条件 内部电场处处为零，即 E 内＝0. 由于静电感应，在导体两侧出现等量异种感应电荷，感应电 荷在导体内部形成与电场 E0 反向的电场 E′，在导体内任一点 E′＝－E0，使得合电场强度 E 内＝0.
答案：B
解析：静电平衡，则内部场强为零，电荷量增加，瞬间再次 平衡，使场强仍为零．
知识点二
静电平衡电荷分布
2. 如图所示，将一个带正电的小球 Q 放在本身不带电的枕 形导体 AB 靠近 A 端一侧，由于静电感应，枕形导体的 A、B 两 端分别出现“－”、“＋”感应电荷．则以下说法中正确的是 ( )
高中物理 第一章 9 第7节 静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
[解析] A 在空心金属球内，由于静电感应，使得 C 外表面带 正电，BC 相互吸引，所以 B 向右偏； 而金属空腔可以屏蔽外 部电场，所以 B 的电荷对空腔 C 的内部无影响，即 AB 之间无 相互的静电力，所以 A 位置不变． [答案] A
3．静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的电场强度__处__处__为__0____．
(2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的电场强 度方向必与这点的表面_垂__直___． (3)处于静电平衡状态的整个导体是个___等__势___体____，导体的表 面是个___等__势__面_____．
(1)接地的空腔导体，腔外电场对腔内空间不产生 影响，腔内电场对腔外空间也不产生影响，即内外互不影响． (2)空腔导体不接地，腔外电场对腔内空间不产生影响，腔内电 场对腔外空间产生影响．
(2019·湖南衡阳高二期中)如图所示，将 悬挂在细线上的带正电的小球 A 放在不带电的 金属空心球 C 内(始终不与球接触)，现将一个 悬挂在绝缘细线上的带负电的小球 B 放在 C 附近，待稳定后， 以下说法正确的是( ) A．A 对 B 无静电力作用，B 对 A 无静电力作用 B．A 向左偏离竖直方向，B 向右偏离竖直方向 C．A 对 B 的静电力向左，B 对 A 的静电力向右 D．A 的位置不变，B 的位置也不变
②自由电子要向电场 E0 的反方向做定向移动，并在导体的一个 侧面聚集，使该侧面出现负电荷，而相对的另一侧出现“过剩” 的等量的正电荷，导体沿着电场强度方向两端出现等量异种电 荷，如图乙所示． ③等量异种电荷在导体内部形成与电场强度 E0 反向的电场强 度 E′，在导体内任一点的电场强度可表示为 E 内＝E0＋E′，因 附加电场 E′总与外电场 E0 方向相反，叠加的结果削弱了导体内 部的电场，随着导体两侧感应电荷的继续增加，附加电场 E′增 强，合电场强度 E 内将逐渐减小，当 E 内＝0 时，自由电子的定 向移动也就停止了，这时就达到了静电平衡状态，如图丙所示．
2014版高中物理 1-7静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
●新课导入建议 站在金属笼中的人在电击下完好无损，这是为什么呢？避雷 针可以有效防止建筑物被雷击，这是为什么？通过本节课的学 习，就可以解决这些问题．
●教学流程设计 课前预习安排： 1.看教材 2.填写【课前自主导学】同学之间可进行讨论 步骤1：导入新课，本节教学地位分析 步骤2：老师提问，检查预习效果可多提问几个学生
步骤3：师生互动完成“探究1”互动方式除例1外可再变换命题角度，补充一个例题以拓展学生思路
⇒ ⇒ ⇒
⇓
步骤7：完成“探究3”重在讲解【规律总结】技巧 ⇐ 步骤6：师生互动完成“探究2”方式同完成“探究1”相同 ⇐ 步骤5：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评 ⇐ 步骤4：教师通过例题讲解总结静电平衡的实质及特点 ⇓ 步骤8：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况 ⇒
④带电的导体内部没有电荷，电荷分布在导体的 外表面 ．且在导体表面越尖锐的位置，电荷的密度越大，凹陷的位置 几乎 没有电荷 ．
2．思考判断 (1)处于静电平衡状态的导体内部任意两点间的电势差为 零．( √ ) (2)静电平衡状态下的导体内部场强处处为零，导体的电势 也为零．( × ) (3)因为外电场和所有感应电荷的电场在导体内部叠加的合 电场为0，所以处于静电平衡的导体内部电场处处为0.( √ )
重
点
难
点
1.掌握静电平衡的概 念，理解静电平衡的 特征．(重点) 2.应用静电平衡的知 识，认识导体的电荷 分布特点、尖端放电 现象、静电屏蔽现 象．(难点)
静电平衡状态下导体的电场
1.基本知识 (1)静电感应现象 把导体放入电场，导体内部的 自由电荷 在电场力作用下定 向移动，而使导体两端出现 等量异种 电荷的现象．
(2)静电平衡状态下的导体的电荷分布特点 ①净电荷都分布在导体的表面，导体内部没有净电荷． ②感应电荷分布于导体两端，电性相反，电量相等，远同近 异． ③净电荷在导体表面分布不均匀，导体表面尖锐处电荷分布 密集，平滑处电荷分布稀疏，凹陷处几乎没有电荷．
人教版高中物理选修31课件：第一章 静电场 7 静电现象的应用
有c、d两点,则下列说法错误的是
(
A.导体上a、b两端的电势高低关系是φa=φb
B.导体上a、b两端的电势高低关系是φa<φb
C.导体内部c、d两点的场强大小关系是Ec=Ed=0
图1-7-7
D.感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是Ec'>Ed'≠0
)
自我检测
[答案] B
[解析]枕形导体达到静电平衡后整个导体是个等势体,内部场强处处为零,选项A、
态,感应电荷在圆盘中A点激发的
应电荷在圆盘中A点所激发的附加场强E'的方
附加场强E'应与-Q在A点产生的
向的是图1-7-6中的
场强等大反向,选项A正确.
图1-7-6
(
)
自我检测
4. (静电现象)如图1-7-7所示,将一不带电的绝缘枕形导体P放在正电荷Q形成的
电场中,导体P的a、b两端分别带上了等量的负电荷与正电荷,另外,导体内部还
接地的大金属板,A为金属板内一点,B为金属板左侧
外表面上一点,下列对金属板上的感应电荷分别在A
点和B点产生的场强方向的判断正确的 (
)
A.感应电荷在A点的场强沿E1方向
B.感应电荷在A点的场强沿E2方向
C.感应电荷在B点的场强可能沿E3方向
D.感应电荷在B点的场强可能沿E4方向
图1-7-2
学习互动
[答案] BC
[解析]金属板内的电场强度处处为0,则感应电荷的电场与点电荷的电场等大反
向,即感应电荷在A点的场强沿E2方向,选项B正确;金属板表面的电场强度垂直于
金属板表面向外,即感应电荷的电场与点电荷的电场的合场强垂直于金属板向左,
则感应电荷在B点的场强可能沿E3方向,选项C正确.
(
A.导体上a、b两端的电势高低关系是φa=φb
B.导体上a、b两端的电势高低关系是φa<φb
C.导体内部c、d两点的场强大小关系是Ec=Ed=0
图1-7-7
D.感应电荷在导体内部c、d两点产生的场强大小关系是Ec'>Ed'≠0
)
自我检测
[答案] B
[解析]枕形导体达到静电平衡后整个导体是个等势体,内部场强处处为零,选项A、
态,感应电荷在圆盘中A点激发的
应电荷在圆盘中A点所激发的附加场强E'的方
附加场强E'应与-Q在A点产生的
向的是图1-7-6中的
场强等大反向,选项A正确.
图1-7-6
(
)
自我检测
4. (静电现象)如图1-7-7所示,将一不带电的绝缘枕形导体P放在正电荷Q形成的
电场中,导体P的a、b两端分别带上了等量的负电荷与正电荷,另外,导体内部还
接地的大金属板,A为金属板内一点,B为金属板左侧
外表面上一点,下列对金属板上的感应电荷分别在A
点和B点产生的场强方向的判断正确的 (
)
A.感应电荷在A点的场强沿E1方向
B.感应电荷在A点的场强沿E2方向
C.感应电荷在B点的场强可能沿E3方向
D.感应电荷在B点的场强可能沿E4方向
图1-7-2
学习互动
[答案] BC
[解析]金属板内的电场强度处处为0,则感应电荷的电场与点电荷的电场等大反
向,即感应电荷在A点的场强沿E2方向,选项B正确;金属板表面的电场强度垂直于
金属板表面向外,即感应电荷的电场与点电荷的电场的合场强垂直于金属板向左,
则感应电荷在B点的场强可能沿E3方向,选项C正确.
1.7静电现象的应用 课件(人教版选修3-1) (1)
靠近金属网罩,验电器的箔片是否张开?此现象说明了
什么?
提示：①金属网罩不带电，罩内小球带正电，将验电 器靠近金属网罩，验电器箔片张开.
②此现象说明网罩内带电体产生的电场能使外界受到
影响.
(2)如图所示，原来金属网罩不带电,罩内小球带正电, 现把金属网罩接地,则验电器的箔片是否张开?此现象
说明了什么?此现象的本质是什么?
负电.因此，空心球C外壁和带电小球B是异种电荷，所
以B受C球的吸引往右偏离竖直方向.而由于空心球C能 屏蔽小球B所产生的外部电场，使小球A不受外电场的 作用，它的位置不变.
【典例3】如图所示，在真空中 有两个点电荷A和B，电荷量分别
为-Q和+2Q，它们相距为l.如果在两点电荷连线的中点
O有一个半径为r(2r<l)的空心金属球，且球心位于O点， 则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小为____，方向 ____.
带电的金属球壳？
【解析】因为静电平衡时，导体所带电荷分布在外表 面，故可以让带电小球和金属导体壳内壁相接触. 答案：见解析
6.（5分）一个空心金属球A带5×10-4 C的正电荷，一 个有绝缘柄的金属小球B带有2×10-4 C的正电荷，将B
球放入A球壳内与内壁接触，静电平衡后，A、B球分别
带的电荷量为：QA=____，QB=____.
电荷中和.（这相当于导体从尖端失去电荷）
2.探究分析下列两个问题. (1)如图所示使带正电的金属球靠近验电器,验电器的
箔片是否张开?此现象说明了什么?
提示：①使带正电的金属球靠近验电器，验电器的箔 片张开. ②此现象说明了验电器受到附近带电体的影响.
(2)现用一个金属网罩把验电器罩住,再让带电金属球 靠近验电器，如图所示,验电器的箔片是否张开?此现 象说明了什么?此现象的本质是什么?
1.7 静电现象的应用—人教版高中物理选修3-1课件(共19张PPT)
导体内部场强处处为零 导体是等势体,表面为等势面 导体外部表面附近场强方向与该点
的表面垂直
【提出问题】
不管导体以前是否带有电荷，当导体 处在静电平衡时，它都有什么特征？ 1.处于静电平衡状态的导体，内部无 电荷，电荷只分布在外部. 2.处于静电平衡状态的导体，表面电 荷的分布规律为越尖锐的位置，电荷 的密度越大，凹陷的位置几乎没有电 荷.
静电现象的应用：
一、静电平衡状态下导体的电场 静电平衡的特点 （1）导体内部电场强度处处为零． （2）导体是个等势体，表面是等势面． （3）导体表面上任何一点的电场线方向跟该点的表面垂直． （4）导体内部无净电荷，净电荷分布在导体表面．越尖的地方 电荷越密． 二、导体上的电荷分布：内部无电荷，电荷分布在外表面，越 尖锐处电荷密度越大 三、尖端放电：空气电离、避雷针 四、静电屏蔽
静电现象的应用
学习目标： 知识与技能
（1）知道静电感应产生的原因，理解什么 是静电平衡状态． （2）理解静电平衡时，净电荷只分布在导 体表面且内部电场强度处处为零． （3）知道静电屏蔽及其应用．
【问题引入】 1.什么是静电感应现象？
静电感应是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重 新分布的现象.
2.静电感应现象的实质是什么？
小结：
1、静电平衡状态： 导体内没有自由电荷的定向移动的状态。
2、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电平衡状态下导体的特点：
①处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
②处于静电平衡状态的导体，内部无电场线分布，外部 的电场线与导体表面垂直。 ③处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面 个等势面。
静电平衡 电场中导体内（包括表面上）自由 电荷不再发生定向移动的状态叫做 静电平衡状态 静电平衡导体的特性
的表面垂直
【提出问题】
不管导体以前是否带有电荷，当导体 处在静电平衡时，它都有什么特征？ 1.处于静电平衡状态的导体，内部无 电荷，电荷只分布在外部. 2.处于静电平衡状态的导体，表面电 荷的分布规律为越尖锐的位置，电荷 的密度越大，凹陷的位置几乎没有电 荷.
静电现象的应用：
一、静电平衡状态下导体的电场 静电平衡的特点 （1）导体内部电场强度处处为零． （2）导体是个等势体，表面是等势面． （3）导体表面上任何一点的电场线方向跟该点的表面垂直． （4）导体内部无净电荷，净电荷分布在导体表面．越尖的地方 电荷越密． 二、导体上的电荷分布：内部无电荷，电荷分布在外表面，越 尖锐处电荷密度越大 三、尖端放电：空气电离、避雷针 四、静电屏蔽
静电现象的应用
学习目标： 知识与技能
（1）知道静电感应产生的原因，理解什么 是静电平衡状态． （2）理解静电平衡时，净电荷只分布在导 体表面且内部电场强度处处为零． （3）知道静电屏蔽及其应用．
【问题引入】 1.什么是静电感应现象？
静电感应是在外电场的作用下导体中电荷在导体中重 新分布的现象.
2.静电感应现象的实质是什么？
小结：
1、静电平衡状态： 导体内没有自由电荷的定向移动的状态。
2、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电平衡状态下导体的特点：
①处于静电平衡状态下的导体，内部的场强处处为零。
②处于静电平衡状态的导体，内部无电场线分布，外部 的电场线与导体表面垂直。 ③处于静电平衡状态的整个导体是个等势体，它的表面 个等势面。
静电平衡 电场中导体内（包括表面上）自由 电荷不再发生定向移动的状态叫做 静电平衡状态 静电平衡导体的特性
1.7 静电现象的应用 课件(人教版选修3-1)
人 教 版 物 理
面上．且在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度
越大，凹陷的位置几乎 没有电荷．
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
3．静电屏蔽 (1)定义：当金属外壳达到静电平衡时，内部没有 电场，因而金属的外壳会对其 内部 起保护作用，使它
人 教 版 物 理
内部 不受 外部电场 影响的现象．
答案：①处处为零 等势面 ⑤外表面
②垂直表面
③等势体
④
人 教 版 物 理
⑥导体球壳 (或金属网罩 )内达到
静电平衡后，内部不受外部电场的影响，这种现象叫 静电屏蔽． ⑦一些精密的电表或电子设备外面所套
的金属罩、通讯电缆外面包的一层铝皮，都是用来防 止外界电磁场的干扰．
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
人 教 版 物 理
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
在带电的鸟笼里，鸟儿为什么仍能安全无恙？ 运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖 在地面，这又是为什么呢？
人 教 版 物 理
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
人 教 版 物 理
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
知识点 1
静电平衡状态下导体的电场
人 教 版 物 理
1.静电感应：处于电场中的导体，由于电场力 的作 用，电荷出现重新分布的现象． 2．静电平衡 (1)定义： 导体中 (包括表面上)没有电荷定向移动 的 状态．
选修3-1
第七节
面上．且在导体表面，越尖锐的位置，电荷的密度
越大，凹陷的位置几乎 没有电荷．
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
3．静电屏蔽 (1)定义：当金属外壳达到静电平衡时，内部没有 电场，因而金属的外壳会对其 内部 起保护作用，使它
人 教 版 物 理
内部 不受 外部电场 影响的现象．
答案：①处处为零 等势面 ⑤外表面
②垂直表面
③等势体
④
人 教 版 物 理
⑥导体球壳 (或金属网罩 )内达到
静电平衡后，内部不受外部电场的影响，这种现象叫 静电屏蔽． ⑦一些精密的电表或电子设备外面所套
的金属罩、通讯电缆外面包的一层铝皮，都是用来防 止外界电磁场的干扰．
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
人 教 版 物 理
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
在带电的鸟笼里，鸟儿为什么仍能安全无恙？ 运输汽油等易燃易爆物品的车辆总有一条铁链拖 在地面，这又是为什么呢？
人 教 版 物 理
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
人 教 版 物 理
选修3-1
第七节
静电现象的应用
第1章
静电场
知识点 1
静电平衡状态下导体的电场
人 教 版 物 理
1.静电感应：处于电场中的导体，由于电场力 的作 用，电荷出现重新分布的现象． 2．静电平衡 (1)定义： 导体中 (包括表面上)没有电荷定向移动 的 状态．
选修3-1
第七节
物理：1.7《静电现象的应用》基础知识讲解课件(新人教版选修3-1)
一、静电平衡导体的电荷分布特点 1．内外表面分布不同，电荷都分布在外表面，导 ．内外表面分布不同，电荷都分布在外表面， 体内部没有电荷. 体内部没有电荷 2．受导体的形状影响，不光滑处电荷密度大. ．受导体的形状影响，不光滑处电荷密度大 3．“远近端”电荷的电性相反，电量相等. ． 远近端”电荷的电性相反，电量相等
ห้องสมุดไป่ตู้
2．静电平衡的实质 ． 导体发生了静电感应现象， 导体发生了静电感应现象 ， 感应电荷在导体内部 产生一个附加电场E′，跟外加电场E反向 反向， 产生一个附加电场 ，跟外加电场 反向 ，使自由电荷 同时又受到F′＝ E′q的电场力 ， 随着导体两端的感应电 的电场力， 同时又受到 ＝ 的电场力 荷不断积累， 逐渐增大 逐渐增大， 荷不断积累 ， E′逐渐增大， 当 E′＝E时， 导体内合场强 ＝ 时 为零，自由电荷所受合力为零， 为零，自由电荷所受合力为零，这时导体中无自由电荷 定向移动，即导体达到了静电平衡状态 定向移动，即导体达到了静电平衡状态.
第七节 静电现象的应用
学习目标： 知道静电平衡现象 知道静电平衡现象， 学习目标 ： 1.知道静电平衡现象 ， 理解处于静电 平衡状态的导体的特点. 平衡状态的导体的特点 2．通过实验了解静电平衡时带电导体上电荷的分 ． 布特点. 布特点 重点难点： 重点难点 ： 尖端放电和静电屏蔽的原因及在实际 中的应用. 中的应用 易错问题：对外电场、 感应电场、 易错问题 ： 对外电场 、 感应电场 、 合电场的关系 认识不清. 认识不清
3．两种情况 ． (1)金属壳内部不受外部影响 金属壳内部不受外部影响 如图1－ － 甲所示 使带电的金属球靠近验电器， 甲所示， 如图 －7－3甲所示，使带电的金属球靠近验电器， 由于静电感应，验电器的箔片张开， 由于静电感应，验电器的箔片张开，这表示验电器受到 了外电场的影响. 了外电场的影响
1.7静电现象的应用 新课标新人教版高中物理选修3-1(共35张PPT)
(2009·福建仙游现代中学高二检测)在医疗 手术中，为防止麻醉剂乙醚爆炸，地砖要 用导电材料制成，医生护士要穿由导电材 料制成的鞋子和棉布外套，一切设备要良 好接地，甚至病人身体也要良好接地，这 样做是为了( ) A．消除静电 B．除菌消毒 C．应用静电 D．防止静电 答案：A
①在大树下避雷雨 ②停留在山顶、山脊的凉亭等地方避雷雨 ③不要快速开摩托、快骑自行车和在雨中 狂奔 ④在空旷地带，最好关掉手机电源 A．①③ B．②③ C．①④ D．③④
解析：表面具有突出尖端的导体，在尖端 的电荷分布密度很大，使得其周围电场很 强，就可能使其周围的空气发生电离而引 发尖端放电．因此不要在大树下避雨；别 停留在山顶、山脊的凉亭等地方；快速开 摩托、快骑自行车和在雨中狂奔，身体的 跨步越大，电压就越大，雷电也越容易伤 人；在空旷地带使用手机通话，手机很有 可能成为闪电的放电对象． 答案：D
第七节
静电现象的应用
静电感应：处于电场中的导体，由于电场力 的作用，电荷出现重新分布的现象.
(1)静电平衡状态：导体中(包括表面)没有电 荷定向移动的状态 (2)特点：
(1)导体球壳(或金属网罩)内达到静电平衡后 ，内部不受外部电场的影响，这种现象叫 静电屏蔽． (2)静电屏蔽实质是利用了静电感应现象， 使金属壳内的感应电荷的电场和外加电场 矢量和为零，好像是金属壳将外电场“挡 ”在外面，即所谓的屏蔽作用，其实是壳 内两种电场并存，矢量和为零而已．
举例说明静电屏蔽在日常生活中的应用． 答案：一些精密的电表或电子设备外面所 套的金属罩、通讯电缆外面包的一层铝皮 ，都是用来防止外界电磁场的干扰.
由于导体尖端的电荷密度很大，其附近电场 很强，使得空气电离与尖端上的电荷中和， 这相当于导体从尖端失去电荷，这个现象叫 尖端放电．
高中物理人教版课件选修3-1 1.7静电现象的应用
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
静电平衡状态下的导体
1.探究静电平衡状态下导体的电场 (1)如图，将一不带电的金属导体ABCD放到电场强度为E0的电 场中，讨论：导体内部自由电子怎样移动?电子的聚集最终会 出现怎样的结果?
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
(2)试讨论：当外电场、导体在电场中的位置或导体的形状发
生变化时,还会继续发生静电感应现象吗?如果继续发生静电感 应现象,最终结果是什么?
提示:当外电场、导体在电场中的位置或导体的形状发生变化
时,还会继续发生静电感应现象,再次达到平衡。所以静电平衡 是一个动态的平衡。
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学·探究
分层达标·训练
提示：(1)处于静电平衡的导体内部场强处处为零是因为感应
电荷的场强和外电场合场强为零，而不是导体内部无电场，故 (1)错误。
(2)当达到静电平衡时，金属球内部场强处处为零，与金属球
带电量无关，故(2)正确。 (3)避雷针是利用尖端放电避免雷击的一种设施，通过避雷针 尖端放电后，建筑物不至于积累过多的电荷而遭雷击，故(3) 正确。
课时目标·导航
课前感知·预习
课堂导学(1)定义：当金属外壳达到静电平衡时，内部_____ 内部 起保护作用，使其_____ 内部 不受_________ 外部电场 金属的外壳会对其_____
影响的现象。 金属壳，野外高压线上方还有 (2)应用：电学仪器外面有_______
静电平衡状态。
课时目标·导航
高中物理 1.7 静电现象的应用配套课件 新人教版选修31
就认为导体达到了静电平衡状态。 (2)静电平衡状态下导体的特点: ①处于静电平衡状态的导体,内部电场强度处处为零。 ②处于静电平衡状态的整个导体是一个等势体,它的表面是一个
等势面。 ③表面处的电场强度不为零,表面处的电场强度方向跟导体表面
垂直。
第三页，共24页。
2.导体上电荷的分布 (1)处于静电平衡状态的导体,内部没有电荷,电荷只分布在导体的 表面。 (2)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积上的电荷量) 越大,凹陷的位置几乎没有电荷。
3 .接 地 金 属 壳 的壳内 电荷分 布不影 响壳外 的电场 。但这 并不 是说 壳 内 电 荷 不 在壳外 空间产 生电场 ,而是 壳内电 荷与壳 内表面 的感应电荷 在 壳 外 空 间 的合电 场强度 处处为 零。
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当堂检测
1.每到夏季,我省各地纷纷进入雨季,雷雨等强对流天气频繁发生。当我 们遇到雷雨天气时,一定要注意避防雷电。下列说法正确的是( ) ①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头 ②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙,远离带电设备 ③固定电话和手提电话均可正常使用 ④在旷野,应远离树木和电线杆
第十六页，共24页。
迁移与应用 2
如图所示为一空腔球形导体(不带电),现 在将一个带正电的小金属球 M 放入空腔中, 当静电平衡时,图中 A、B、C 三点的电场强度 大小 E 和电势 φ 的关系是( )
A.EA>EB>EC,φA>φB>φC B.EA=EB>EC,φA=φB>φC C.EA=EB=EC,φA=φB>φC D.EA>EC>EB,φA>φB>φC 答案:D 解析:画出空腔导体内外的电场线分布(图略),可以看出 EB=0,但 φB>0,由内向外电势依次降低,φA>φB>φC;由电场线疏密可看出 EA>EC>EB。处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零,导体是一个等 势体,但其电势并不一定为零。
等势面。 ③表面处的电场强度不为零,表面处的电场强度方向跟导体表面
垂直。
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2.导体上电荷的分布 (1)处于静电平衡状态的导体,内部没有电荷,电荷只分布在导体的 表面。 (2)在导体外表面,越尖锐的位置,电荷的密度(单位面积上的电荷量) 越大,凹陷的位置几乎没有电荷。
3 .接 地 金 属 壳 的壳内 电荷分 布不影 响壳外 的电场 。但这 并不 是说 壳 内 电 荷 不 在壳外 空间产 生电场 ,而是 壳内电 荷与壳 内表面 的感应电荷 在 壳 外 空 间 的合电 场强度 处处为 零。
第十八页，共24页。
当堂检测
1.每到夏季,我省各地纷纷进入雨季,雷雨等强对流天气频繁发生。当我 们遇到雷雨天气时,一定要注意避防雷电。下列说法正确的是( ) ①不宜使用无防雷措施的电器或防雷措施不足的电器及水龙头 ②不要接触天线、金属门窗、建筑物外墙,远离带电设备 ③固定电话和手提电话均可正常使用 ④在旷野,应远离树木和电线杆
第十六页，共24页。
迁移与应用 2
如图所示为一空腔球形导体(不带电),现 在将一个带正电的小金属球 M 放入空腔中, 当静电平衡时,图中 A、B、C 三点的电场强度 大小 E 和电势 φ 的关系是( )
A.EA>EB>EC,φA>φB>φC B.EA=EB>EC,φA=φB>φC C.EA=EB=EC,φA=φB>φC D.EA>EC>EB,φA>φB>φC 答案:D 解析:画出空腔导体内外的电场线分布(图略),可以看出 EB=0,但 φB>0,由内向外电势依次降低,φA>φB>φC;由电场线疏密可看出 EA>EC>EB。处于静电平衡的导体内部电场强度处处为零,导体是一个等 势体,但其电势并不一定为零。
人教版物理选修3-1 1.7 静电现象的应用
1.7 静电现象的应用一静电平衡状态下导体的电场1.静电感应现象如图甲所示，将一带电的金属导体放到场强为 E0的静电场中，导体内的自由电子在静电力的作用下逆着电场线定向移动，使导体一侧聚集负电荷，而导体另一侧却聚集等量的正电荷，这种现象就是静电感应现象。
2.静电平衡状态如图乙所示，金属导体中自由电子受到导体周围电场的静电力作用后向左移动，在右侧出现多余正电荷，导体两侧正、负电荷在导体内部产生与原电场反向的电场，因与原来的电场反向，叠加的结果是使原场强逐渐减弱，直到导体内部各点的合场强等于零为止，于是导体内的自由电子不再发生定向移动，我们就说导体达到了静电平衡状态，如图丙所示。
3.静电平衡状态的特点（1）处于静电平衡状态的导体内部场强处处为零。
导体内部每一点都有两个场强，叠加的结果使得该点合场强为零。
不能说导体内部没有电场。
电势具有相对性，取决于零电势点的选取，故导体的电势不一定为零。
（2）导体表面任一点的场强方向与该处的表面垂直。
（3）处于静电平衡的导体是个等势体，导体表面是个等势面，电荷在等势体内或等势体表面运动时，电场力不做功。
（4）对一孤立的带电导体，可视为导体处于自己所带电荷的电场中，达到静电平衡时，也有以上特点。
二静电平衡状态的导体上电荷的分布尖端放电1.带电导体导体内部没有电荷，静电荷只能分布在外表面上，电荷在导体的外表面上的分布往往是不均匀的，越尖的地方，电荷分布的密度越大，凹陷的地方几乎没有电荷。
2.带电球壳所有电荷都分布在球外表面上，球壳内部没有静电荷；球壳内场强为零；如果在球壳内部放入电荷，则电场线在球壳上中断。
3.尖端放电（1）空气的电离导体尖端的电荷密度很大，附近的电场很强，空气中残留的带电粒子在强电场的作用下发生剧烈的运动，把空气中的气体分子撞“散”，也就是使分子中的正负电荷分离，这个现象叫做空气的电离。
（2）尖端放电中性分子电离后变成带负电的自由电子和失去电子而带正电的离子。
江苏省南京化学工业园区2013-2014学年高中物理 1.7静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
例3 一个带绝缘座的空心金属球 A 带有4×10－8 C的正电荷， 有绝缘柄的金属小球B带有 2×10－8 C的负电荷，使 B 球和A球的内壁接触，如图 所示，则 A、B 各带电量为 ( A. QA=10－8 C; QB=10－8 C B. QA =2×10－8 C; QB=0 C. QA = 0 ; QB=2×10－8 C D. QA = 4×10－8 C; QB=－2×10－8 C
(1) 如图 Q (2) E感 = k —— 9r2 方向沿球心 O 与 +Q 连线，指向+Q
+ r + + +
- 2r + Q -
(3) 不会出现中和现象 因为金属球是等势体，左右两侧电势 相等，电荷不会在这两间移动。
例2 如图所示，在真空中把一个导体向带 负电的小球慢慢靠近（不接触）的过程中， 下列说法中正确的是 （ ） AC A. B 端的感应电荷越来越多 B. 导体内的电场强度越来越大 C. 导体的感应电荷在 M 点产生的场强恒大 于在 N 点产生的场强 D. 感应电荷在 M、N 两点产生的场强相等 Q B A 导体，其 内部的自由电子在电场 力的作用下向电场的反 方向作定向移动，致使 导体的两端分别出现等 量的正、负电荷。这种 现象叫静电感应现象。
近异远同
感应电荷：静电感应现象中，导体不 净 同部分出现的净电荷。
练一练
如图所示，Q 是一个绝缘金 属导体，把一个带正电的绝
缘金属球 P 移近 Q，由于静电感应，A、B 端出现感应电荷的数值分别为 qA、qB，正 确的是 （ BD ） A. 用手接触一下 Q 的 A 端， 拿走 P 后 Q 带正电 B. 用手接触一下 Q 的 B 端，P Q 拿走 P 后 Q 带负电 B + A C. 导体Q上， qA > qB D. 导体Q上， qA = qB
高中物理 1.7静电现象的应用课件 新人教版选修3-1
导体在电场中发生静电感应现象，感应电荷的电场与原电 场叠加，使导体内部各点的合电场_等__于__0__，导体内的自由电子 不再_发__生__定__向__移__动__的状态。
3. 静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强_处__处__为__零___。 (2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场 强方向必跟该点的表面_垂__直_。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个等__势__体__，导体的表面 为等__势__面__。
电场，因与原来的电场反向，叠加的结果是使原电场强度逐渐 减弱，直至导体内部各点的合电场强度等于零为止，此时导体 内的自由电子不再发生定向移动，处于一个平衡状态，我们就 说导体达到了静电平衡状态。
2. 对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平 衡时，自由电荷不再发生定向移动。 (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 (3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零，是指外电场与 导体两端的感应电荷产生的电场的合场强为零。
[完美答案] A
感应电荷场强的求解思路 (1)先求解外电场在该处场强的大小和方向。 (2)再利用导体内部合场强处处为零和电场的叠加原理，求 解感应电荷在该处的场强，此场强与外电场的场强大小相等，方 向相反。
下列说法正确的是( ) A. 处于静电平衡的导体，由于导体内的电场强度为零，所 以导体内的电势也为零 B. 处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场的出现， 导体内的原电场变为零 C. 处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场和原电 场相互抵消，导体内的电场变为零，但导体表面的电场不为零， 且与表面垂直
3. 条件 内部电场处处为零，即E内＝0。
由于静电感应，在导体两侧出现等量异种感应电荷，感应 电荷在导体内部形成与电场E0反向的电场E′，在导体内任一 点E′＝－E0，使得合电场强度E内＝0。
3. 静电平衡状态的特征 (1)处于静电平衡状态的导体，内部的场强_处__处__为__零___。 (2)处于静电平衡状态的导体，外部表面附近任何一点的场 强方向必跟该点的表面_垂__直_。 (3)处于静电平衡状态的整个导体是个等__势__体__，导体的表面 为等__势__面__。
电场，因与原来的电场反向，叠加的结果是使原电场强度逐渐 减弱，直至导体内部各点的合电场强度等于零为止，此时导体 内的自由电子不再发生定向移动，处于一个平衡状态，我们就 说导体达到了静电平衡状态。
2. 对静电平衡的三点理解 (1)静电平衡是自由电荷发生定向移动的结果，达到静电平 衡时，自由电荷不再发生定向移动。 (2)金属导体建立静电平衡的时间是非常短暂的。 (3)导体达到静电平衡后内部场强处处为零，是指外电场与 导体两端的感应电荷产生的电场的合场强为零。
[完美答案] A
感应电荷场强的求解思路 (1)先求解外电场在该处场强的大小和方向。 (2)再利用导体内部合场强处处为零和电场的叠加原理，求 解感应电荷在该处的场强，此场强与外电场的场强大小相等，方 向相反。
下列说法正确的是( ) A. 处于静电平衡的导体，由于导体内的电场强度为零，所 以导体内的电势也为零 B. 处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场的出现， 导体内的原电场变为零 C. 处于外电场中的静电平衡的导体，由于附加电场和原电 场相互抵消，导体内的电场变为零，但导体表面的电场不为零， 且与表面垂直
3. 条件 内部电场处处为零，即E内＝0。
由于静电感应，在导体两侧出现等量异种感应电荷，感应 电荷在导体内部形成与电场E0反向的电场E′，在导体内任一 点E′＝－E0，使得合电场强度E内＝0。
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电场中的导体
一、静电平衡的特点 1、处于静电平衡状态下的导体，内部的场强 、处于静电平衡状态下的导体， 处处为零。 处处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势 、 它的表面是个等势面。 体，它的表面是个等势面。 地球是一个极大的导体，可以认为处于静电平衡 地球是一个极大的导体， 状态，所以它是一个等势体。 状态，所以它是一个等势体。这是我们可以选大 地做零电势体的一个原因。 地做零电势体的一个原因。
英科学家将表演"特技" 触摸百万伏高压电
两位英国科学家下个 月将在伦敦进行一次危险 的电力学表演。根据表演 计划，其中一名科学家将 把另一位科学家关进一个 铁笼子里，然后用数百万 伏特的电流对其进行电击。 鉴于表演的危险性，两名 科学家事先都买好了价值 1200万英镑的保险。
课堂练习
长为L 长为L的导体棒原来不带电，现将一电荷 量为+q的点电荷放在与棒的左端距离为R 量为+q的点电荷放在与棒的左端距离为R 的地方，如图所示。达到静电平衡后，棒 上的感应电荷在棒内中点O 上的感应电荷在棒内中点O处产生的场强 有多大？方向如何？
+q
R O L
第三是不可到孤立大树下和无避雷装置的 高大建筑体附近，不可手持金属体高举头 顶． 第四是不要进水中，因水体导电好，易遭 雷击． 总之，应当到较低处，双脚合拢地站立或 蹲下，以减少遭遇雷的机会．
几种避雷针
四、静电屏蔽现象
静电屏蔽实验
静电屏蔽的电场线模拟
静电屏蔽的应用
静电屏蔽的应用
网络 新闻
静电现象的应用
息县三高高二物理组
学习目标: 学习目标:
一、掌握静电平衡状态的原理，知 掌握静电平衡状态的原理， 道处于静电平衡状态的导体有什 么特征。 么特征。 二、了解静电平衡时，导体上的电 了解静电平衡时， 荷分布有什么特点？ 荷分布有什么特点？ 了解尖端放电和静电屏蔽现象。 三、了解尖端放电和静电屏蔽现象。
自学指导： 自学指导：
用七分钟时间阅读课文，回答下列问题： 用七分钟时间阅读课文，回答下列问题：
一、电场中的导体如何达到静电平衡状态？ 电场中的导体如何达到静电平衡状态？ 处于静电平衡状态的导体有什么特征？ 二、处于静电平衡状态的导体有什么特征？ 静电平衡时， 三、静电平衡时，导体上的电荷分布有什么 特点？ 特点？ 避雷针的工作原理？ 四、避雷针的工作原理？ 静电屏蔽如何实现？ 五、静电屏蔽如何实现？
二、导体上的电荷分布： 导体上的电荷分布：
法拉第圆筒实验
结论:静电平衡时导体内部没有电荷， 结论:静电平衡时导体内部没有电荷，其电荷只 分布在外表面. 分布在外表面.
三、尖端放电 导体尖端附近的电场特别强， 导体尖端附近的电场特别强，它会导致一 个重要的后果，就是尖端放电。 个重要的后果，就是尖端放电。再导体尖 端附近放一根点燃的蜡烛。 端附近放一根点燃的蜡烛。当我们不断给 导体充电的时候， 导体充电的时候，火焰就好像被风吹动一 样朝背离尖端的方向偏移。 样朝背离尖端的方向偏移。 这就是尖端放电引起的后果。 这就是尖端放电引起的后果。
闪电防护
雷鸣电闪时在室外的人，为防雷击，应当遵从 四条原则． 一是人体应尽量降低自己，以免作为凸出尖端 而被闪电直接击中，所以人长得高还是造成伤害．所谓跨步电压是雷击 点附近，两点间很大的电位差，如若人的两脚 分得很开，分别接触相距远的两点，则两脚间 便形成较大的电位差，有强电流通过人体使人 受伤害．
WHY？ WHY？
因为在尖端附近强电场的作用下空气中残 留的离子会发生激烈的运动。在激烈的运 动过程中它们和空气分子相碰时，会使空 气分子电离，从而产生大量新的离子，这 就使空气边得易于导电。与尖端上电荷同 号的离子受到排斥而飞向远方，蜡烛的火 焰偏移就是受到这种离子形成的“电风” 吹动的结果。
在强电场作用下，物 体曲率大的地方( 体曲率大的地方(如尖 锐、细小的顶端，弯 曲很厉害处) 曲很厉害处)附近，等 电位面密，电场强度 剧增，致使这里空气 被电离而产生气体放 电现象，称为电晕放 电．而尖端放电为电 晕放电的一种，专指 尖端附近空气电离而 产生气体放电的现象